KR102604023B1 - 광산란 필름 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 복수개의 홀(hole)을 갖는 광투과성 기재를 포함하며, 상기 홀은 각각 100nm 내지 5㎛의 직경을 가지며, 상기 홀 사이의 간격은 상기 홀의 평균 직경의 2 내지 5배인 광산란 필름을 제공한다.

Description

광산란 필름 및 이를 포함하는 표시장치{LIGHT SCATTERING FILM AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광산란 필름, 광산란 필름을 포함하는 편광 필름 및 광산란 필름을 포함하는 표시장치에 대한 것이다.
최근 표시장치로, 액정 표시패널, 플라즈마 표시패널, 일렉트로 루미네센스 표시패널, 및 유기발광 표시패널을 이용하여 화상을 표시하는 평판 표시장치가 주목받고 있다.
이러한 표시장치는 표시 특성 향상을 위한 다양한 광학 필름을 포함한다. 이러한 광학 필름으로, 예를 들어, 광산란 필름, 편광 필름 등이 있다.
본 발명의 일 실시예는 표시장치의 측면 색변이를 개선하고 및 측면 시인성을 향상시킬 수 있는 광산란 필름 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 일 실시예는 광산란 필름을 포함하는 편광 필름을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 광산란 필름을 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 복수개의 홀(hole)을 갖는 광투과성 기재를 포함하며, 상기 홀은 각각 100nm 내지 5㎛의 직경을 가지며, 상기 홀 사이의 간격은 상기 홀의 평균 직경의 2 내지 5배인 광산란 필름을 제공한다.
상기 복수개의 홀은 1 x 107 내지 5 x 108개/cm2 배열 밀도를 갖는다.
상기 홀의 중심축은 상기 광투과성 기재의 법선을 기준으로 경사각을 갖는다.
상기 경사각은 20˚ 내지 40˚이다.
상기 복수개의 홀은, 상기 광투과성 기재의 법선을 기준으로 제1 경사각을 갖는 제1 경사홀; 및 상기 광투과성 기재의 법선을 기준으로 제2 경사각을 갖는 제2 경사홀;로 이루어질 수 있다.
상기 제1 경사홀과 상기 제2 경사홀은 서로 교차할 수 있다.
상기 홀은 상기 광투과성 기재의 두께 방향을 따라 곡선부를 갖는다.
상기 광투과성 기재는 폴리이미드(PI)계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계 수지, 폴리에스테르(PE)계 수지, 폴리스트린(PS)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트(PC)계 수지 및 시클로 올레핀계 폴리머(COP)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 제1 면에 형성된 복수개의 제1 오목부를 갖는 광투과성 기재를 포함하며, 상기 제1 오목부는 상기 광투과성 기재의 두께보다 작은 깊이를 가지며, 상기 제1 오목부는 100nm 내지 5㎛의 직경을 갖는 광산란 필름을 제공한다.
상기 제1 오목부 사이의 간격은 상기 제1 오목부의 평균 직경의 2 내지 5배이다.
상기 광투과성 기재는 제2면에 형성된 복수개의 제2 오목부를 가지며, 상기 제2 오목부는 상기 광투과성 기재의 두께보다 작은 깊이를 가지며, 상기 제2 오목부는 100nm 내지 5㎛의 직경을 갖는다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 편광판; 및 상기 편광판상에 배치된 광산란 필름;을 포함하며, 상기 편광판은 편광자 및 편광자상에 배치된 위상지연판을 포함하고, 상기 광산란 필름은 복수개의 홀(hole)을 갖는 광투과성 기재를 포함하며, 상기 홀은 각각 100nm 내지 5㎛의 직경을 갖는 편광 필름을 제공한다.
상기 위상지연판은 λ/4 플레이트를 포함한다.
상기 위상지연판은 λ/2 플레이트를 더 포함한다.
상기 홀 사이의 간격은 상기 홀의 평균 직경의 2 내지 5배이다.
상기 복수개의 홀은 1 x 107 내지 5 x 108개/cm2 배열 밀도를 갖는다.
상기 홀의 중심축은 상기 광투과성 기재의 법선을 기준으로 경사각을 갖는다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 표시패널; 및 상기 표시패널의 표시부에 배치된 광산란 필름;을 포함하며, 상기 광산란 필름은 복수개의 홀(hole)을 갖는 광투과성 기재를 포함하며, 상기 홀은 각각 100nm 내지 5㎛의 직경을 가지며, 상기 홀 사이의 간격은 상기 홀의 평균 직경의 2 내지 5배인 표시장치를 제공한다.
상기 표시패널은, 기판; 상기 기판상에 배치된 제1 전극; 상기 제1 전극상에 배치된 발광층; 및 상기 발광층상에 배치된 제2 전극;을 포함한다.
상기 표시장치는 상기 표시패널과 상기 광산란 필름 사이에 배치된 편광판을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광산란 필름은 우수한 광산란 특성을 가져 표시장치의 측면 색변이를 개선하고 및 측면 시인성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 광산란 필름을 포함하는 표시장치는 우수한 측면 시인성 및 표시 특성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광산란 필름의 사시도이다.
도 2a는 도 1의 평면도이다.
도 2b는 도 1의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광산란 필름의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광산란 필름의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광산란 필름의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광산란 필름의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광산란 필름의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 광산란 필름의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 광산란 필름의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제9 실시예에 따른 편광 필름의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제10 실시예에 따른 표시장치의 평면 구조도이다.
도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 13은 유기발광 표시장치의 측면 시인성 개선 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기 설명하는 실시예나 도면들로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 표현하기 위해 사용된 용어들로, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 해석되어야 한다. 용어의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면에서, 발명의 이해를 돕기 위해, 각 구성요소와 그 형상 등이 간략하게 그려지거나 또는 과장되어 그려지기도 하며, 실제 제품에 있는 구성요소가 표현되지 않고 생략되기도 한다. 따라서 도면은 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 한다. 도면에서 동일 또는 유사한 역할을 하는 구성요소들은 동일한 부호로 표시된다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)", "상", "하" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"에 위치하는 것으로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배치될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배치 방향에 따라 다르게 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자외에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소와 '연결'되어 있다라고 기재되는 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 직접 접촉하는 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 구성요소가 개재되어 전기적으로 연결된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
또한, 어떤 층이나 구성요소가 다른 층이나 또는 구성요소의 '상'에 있다 또는 배치된다라고 기재되는 경우, 상기 어떤 층이나 구성요소가 상기 다른 층이나 구성요소와 직접 접촉하여 배치된 경우뿐만 아니라, 그 사이에 제3의 층이 개재되어 배치된 경우까지 모두 포함하는 의미이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1, 2a 및 2b를 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광산란 필름(101)의 사시도이고, 도 2a는 도 1의 평면도이고, 도 2b는 도 1의 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광산란 필름(101)은 복수개의 홀(hole)(120)을 갖는 광투과성 기재(111)를 포함한다. 홀(120)은 각각 100nm 내지 5㎛의 직경을 가지며, 홀(120) 사이의 간격은 홀(120)의 평균 직경의 2 내지 5배이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 광산란 필름(101)은 광투과성 기재(111) 상에 배치된 보호필름(미도시) 또는 하드 코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있다.
광투과성 기재(111)는 광이 투과되는 광투과성 수지로 만들어진다. 광투과성을 가진 물질이라면 제한없이 광투과성 기재(111)로 사용될 수 있다. 광투과성 기재(111)는 예를 들어, 폴리이미드(PI)계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계 수지, 폴리에스테르(PE)계 수지, 폴리스트린(PS)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트(PC)계 수지 및 시클로 올레핀계 폴리머(COP)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광투과성 기재(111)는 1.4 내지 2.2 범위의 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 홀(120)은 공기와 같은 기체로 채워지며, 이러한 기체 약 1.0 내지 1.3 범위의 굴절률을 가질 수 있다. 이러한 굴절률 차이로 인하여 홀(120)의 측벽에서 광의 경로 및 광 확산 정도가 달라지져, 광투과성 기재(111)를 통과하는 광이 산란될 수 있다. 그에 따라, 광투과성 기재(111)를 통과한 광은 높은 헤이즈(haze) 값을 갖는다.
이러한 광산란에 의하여 광산란 필름(101)을 통과하는 직진광과 확산광이 효율적으로 혼합될 수 있으며, 측면으로 방출되는 측면 광의 휘도 분포가 변할 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광산란 필름(101)을 포함하는 표시장치의 정면 시인성과 측면 시인성의 차이가 감소되고, 측면 시인성이 향상될 수 있다. 또한, 제1 실시예에 따른 광산란 필름(101)을 포함하는 표시장치에서 발광되는 측면광의 색변이, 예컨대, 백색의 파장변이(White Angular Dependency; WAD)가 감소될 수 있다.
한편, 광투과성 기재(111)의 굴절률, 홀(120)의 직경, 홀(120)의 간격, 홀(120)의 형상 등의 조정에 의하여, 광투과성 기재(111)를 포함하는 광산란 필름(101)의 광산란 특성 및 헤이즈(haze)값이 조정될 수 있다.
광투과성 기재(111)는 20㎛ 내지 200㎛의 두께(t1)를 가질 수 있다. 광투과성 기재(111)가 20㎛ 이상의 두께를 가지면 광산란 필름(101)이 안정적인 기계적 물성 및 내열성을 가질 수 있다. 또한, 광투과성 기재(111)가 200㎛ 이하의 두께를 가지면 광산란 필름(101)이 유연성을 가질 수 있으며, 광산란 필름(101)을 포함하는 장치가 박형으로 만들어질 수 있다.
광투과성 기재(111)에 형성된 홀(120)의 예로, 제1 직경(d1)을 갖는 제1 홀(121), 제2 직경(d2)을 갖는 제2 홀(122), 제3 직경(d3)을 갖는 제3 홀(123) 등이 있다. 각각의 홀(121, 122, 123)의 직경(d1, d2, d3)는 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 또한, 홀(121, 122, 123) 사이의 간격(g1, g2)는 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광산란 필름(102)의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광투과성 기재(111)에 형성된 홀(124)들의 직경(d4)이 서로 동일하다. 그렇지만, 이웃한 홀(124) 사이의 간격은 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
이와 같이 형성된 홀(124)에 의하여, 광산란 필름(102)이 불규칙적인 광산란을 유도할 수 있다. 이러한 불규칙적인 광산란에 의하여 광산란 효율이 증가될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광산란 필름(103)의 단면도이다. 도 4을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광투과성 기재(111)에 형성된 홀(125, 126)의 직경은 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 반면, 이웃한 홀(125, 126) 사이의 간격(g4)은 서로 동일하다.
이와 같이 서로 다른 직경을 갖는 홀(125, 126)에 의하여, 광산란 필름(103)이 불규칙적인 광산란을 유도할 수 있다. 이러한 불규칙적인 광산란에 의하여, 측면 광의 휘도 분포가 변하며, 또한 광산란 필름(103)을 통과하는 직진광과 확산광이 효율적으로 혼합될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명한다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광산란 필름(104)의 단면도이다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 광투과성 기재(111)에 형성된 홀(127)은 광투과성 기재(111)의 표면에 대해 경사를 갖는다. 구체적으로, 광투과성 기재(111)에 형성된 홀(127)의 중심축(ax0)은 광투과성 기재(111)의 법선(N1) 방향에 대하여 경사각(θ0)를 갖는다. 여기서, 광투과성 기재(111)의 법선(N1)은 광투과성 기재(111)의 표면에 수직한 직선이며, 홀(127)의 경사각(θ0)은 홀(127)의 중심축(ax0)과 광투과성 기재(111)의 법선(N1) 사이의 각도이다. 경사각(θ0)은 20˚ 내지 40˚의 범위이다.
이와 같이 홀(127)이 경사를 가지기 때문에, 광산란 필름(104)을 정면으로 통과하는 광(정면광)이 홀(127)을 통과할 확률이 높아지고, 그에 따라 정면광의 광산란 효율이 증가한다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제5 실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광산란 필름(105)의 단면도이다. 본 발명의 제5 실시예에 따른 광투과성 기재(111)에 형성된 홀(128)은 광투과성 기재(111)의 두께 방향을 따라 곡선부를 갖는다. 도 6을 참조하면, 광투과성 기재(111)에 형성된 홀(128)은 도면의 아랫쪽 부분에 형성된 곡선부를 갖는다.
이와 같이 홀(128)이 곡선부를 가지는 경우, 광산란 필름(104)을 정면으로 통과하는 광(정면광)이 홀(128)의 곡선부를 통과할 확률이 높아져 정면광의 광산란 효율이 증가한다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제6 실시예를 설명한다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 광산란 필름(106)의 단면도이다. 제6 실시예에 따르면, 광투과성 기재(111)에 형성된 홀(129, 130)은 광투과성 기재(111)의 법선(N1)에 대해 경사를 갖는다. 이하, 서로 다른 경사를 갖는 홀(129, 130)을 각각 제1 경사홀(129) 및 제2 경사홀(130)이라 한다.
제1 경사홀(129)은 광투과성 기재(111)의 법선(N1)을 기준으로 제1 경사각(θ1)을 갖는다. 즉, 제1 경사홀(129)의 중심축(ax1)은 광투과성 기재(111)의 법선(N1)에 대해 제1 경사각(θ1)을 갖는다.
제2 경사홀(130)은 광투과성 기재(111)의 법선(N1)을 기준으로 제2 경사각(θ2)을 갖는다. 즉, 제2 경사홀(130)의 중심축(ax2)은 광투과성 기재(111)의 법선(N1)에 대해 제2 경사각(θ2)을 갖는다.
도 7을 참조하면 제1 경사홀(129)과 제2 경사홀(130)은 서로 교차한다.
이와 같이, 광투과성 기재(111)가 1 경사홀(129) 및 제2 경사홀(130)을 가지기 때문에, 광산란 필름(106)을 정면으로 통과하는 광(정면광)의 광산란 효율이 증가한다. 그에 따라, 측면 광의 휘도 분포가 변하고, 또한 광산란 필름(106)을 통과하는 직진광과 확산광이 효율적으로 혼합될 수 있다. 그 결과, 광산란 필름(106)을 사용하는 표시장치의 정면 시인성과 측면 시인성의 차이가 감소될 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 제7 실시예를 설명한다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 광산란 필름(107)의 단면도이다.
본 발명의 제7 실시예에 따른 광산란 필름(107)은 복수개의 오목부(131)를 갖는 광투과성 기재(111)를 포함한다. 오목부(131)는 광투과성 기재(111)의 두께(t2)보다 작은 깊이(t3)를 갖는다. 또한, 오목부(131)는 100nm 내지 5㎛의 직경을 가지며, 오목부(131) 사이의 간격은 오목부(131)의 평균 직경의 2 내지 5배가 될 수 있다.
오목부(131)는 공기와 같은 기체로 채워지며, 이러한 기체와 광투과성 기재(111)의 굴절률 차이로 인하여 광산란 필름(107)을 통과하는 광이 산란될 수 있다.
이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 제8 실시예를 설명한다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 광산란 필름(108)의 단면도이다.
본 발명의 제8 실시예에 따르면, 광투과성 기재(111)는 제1 면에 형성된 복수개의 제1 오목부(132)를 갖는다. 도 9에서 광투과성 기재(111)의 제1 면은 광투과성 기재(111)의 위쪽 면에 해당된다.
제1 오목부(132)는 광투과성 기재(111)의 두께(t4)보다 작은 깊이(t5)를 가지며, 100nm 내지 5㎛의 직경을 갖는다. 제1 오목부(132) 사이의 간격은 제1 오목부(132)의 평균 직경의 2 내지 5배이다.
본 발명의 제8 실시예에 따른 광투과성 기재(111)는 제2면에 형성된 복수개의 제2 오목부(133)를 갖는다.
제2 오목부(133)는 광투과성 기재(111)의 두께(t4)보다 작은 깊이(t6)를 가지며, 100nm 내지 5㎛의 직경을 갖는다. 또한, 제2 오목부(133) 사이의 간격은 제2 오목부(133)의 평균 직경의 2 내지 5배이다.
본 발명의 제8 실시예에 따르면, 제1 오목부(132)의 깊이(t5)와 제2 오목부(133)의 깊이(t6)의 합(t5+t6)은 광투과성 기재(111)의 두께(t4)보다 작다.
이하, 도 10 참조하여 본 발명의 제9 실시예를 설명한다.
도 10은 본 발명의 제9 실시예에 따른 편광 필름(109)의 단면도이다.
본 발명의 제9 실시예에 따른 편광 필름(109)은 편광판(400) 및 편광판(400) 상에 배치된 광산란 필름(100)을 포함한다. 편광판(400)은 편광자(410) 및 편광자(410) 상에 배치된 위상지연판(420)을 포함한다.
광산란 필름(100)으로 제1 내지 제8 실시예에 따른 광산란 필름(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
본 발명의 제9 실시예에 따르면, 광산란 필름(100)은 예를 들어, 복수개의 홀(120)을 갖는 광투과성 기재(111)를 포함하며, 홀은 각각 100nm 내지 5㎛의 직경을 가질 수 있다. 또한, 광산란 필름(100)은 복수개의 오목부를 갖는 광투과성 기재(111)를 포함하며, 오목부는 각각 100nm 내지 5㎛의 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 제9 실시예에 따른 편광 필름(109)은 제1 및 제2 지지부재(431, 432)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 지지부재(431, 432)로 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름이 사용될 수 있다.
제1 및 제2 지지부재(431, 432)의 배치 위치에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 도 10을 참조하면, 제1 지지부재(431)가 광산란 필름(100)상에 배치되고, 제2 지지부재(432)가 편광자(410)와 위상지연판(420) 사이에 배치된다. 제1 및 제2 지지부재(431, 432)는 생략될 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 광산란 필름(100)과 편광자(410) 사이에 지지부재가 배치될 수도 있다.
제1 지지부재(431) 상에 하드코팅층(440)이 배치된다. 하드코팅층(440)은 편광판(400)과 광산란 필름(100)을 보호한다.
편광자(410)는 광산란 필름(102)으로 입사된 외광을 선편광시킨다.
편광자(410)로, 폴리비닐알코올(PVA)계 수지에 이색성 색소가 흡착 배향되어 만들어진 필름이 사용될 수 있다. 편광자(410)가 이에 한정되는 것은 아니다.
편광자(410)의 두께는 적용대상 제품에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 편광자(410)는 5㎛~50㎛의 두께를 갖는다. 편광자(410)로 상업적으로 시판되는 제품이 사용될 수 있다.
위상지연판(420)은 편광자(410)의 일면에 배치된다. 편광 필름(109)이 표시패널에 부착될 때, 위상지연판(420)이 편광자(410)보다 표시패널에 가까이 배치된다.
위상지연판(420)은 광의 위상을 지연시킨다. 위상지연판(420)은 선편광을 원편광으로 바꾸기도 하도 원평광을 선편광으로 바꾸기도 한다. 예를 들어, 편광 필름(109)으로 입사된 외광은 편광자(410)에 의하여 선편광되고, 위상지연판(420)에 의하여 원편광된다. 원편광된 외광은 표시패널의 내부에서 반사된 후 위상의 방향이 변형되어 편광 필름(109)을 통과하지 못하고 소멸된다.
본 발명의 제9 실시예에 따른 위상지연판(420)은 λ/4 위상차판(quarter wave plate; QWP)을 포함한다.
λ/4 위상차판은 필름의 연신에 의하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 폴리카보네이트, 폴리비닐알콜, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리아릴레이트 또는 폴리아미드로 만들어진 필름의 연신에 의하여 λ/4 위상차판이 만들어질 수 있다.
또한, λ/4 위상차판은 COP(Cyclic Olefin Polymer)로 된 필름을 포함할 수 있다. COP 필름은 광 투과율, 내열성 및 강도가 높고, 수분 흡수성이 낮고 가격이 저렴하여 경제적이다. COP 필름으로 된 위상차판은 입사광의 파장에 관계없이 비교적 일정한 위상지연값을 나타낸다.
λ/4 위상차판은 광경화성 액정 화합물로 만들어질 수도 있다. 예를 들어, 기재 필름 상에 배향막이 형성되고, 배향막 상에 액정 화합물이 배열되어 패턴화됨으로써 λ/4 위상차판이 만들어질 수 있다. λ/4 위상차판의 종류나 제조방법에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. λ/4 위상차판으로 상업적으로 시판되는 제품이 사용될 수도 있다.
또한, 위상지연판(420)은 λ/4 위상차판에 더하여 λ/2 위상차판을 포함할 수 있다.
일반적으로 λ/4 위상차판은 정면으로 입사되는 외광, 즉, 편광 필름(109)의 표면에 대하여 수직으로 입사되는 외광의 위상 변화에 최적화 되도록 설계된다. 따라서, 위상지연판(420)으로 λ/4 위상차판만 사용되는 경우, 소정의 경사각으로 액정표시장치로 입사되는 외광의 위상변화가 원하는 대로 이루어지지 않을 수 있다. 외광의 입사각에 따라 외광의 경로가 달라져 위상지연 효과가 달라지는 것을 방지하기 위해, λ/4 위상차판과 함께 λ/2 위상차판이 사용될 수 있다.
이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 제10 실시예에 따른 표시장치를 설명한다.
도 11은 본 발명의 제10 실시예에 따른 표시장치의 평면 구조도이고, 도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ'선에 따른 단면도이다. 본 발명의 제10 실시예에 따른 표시장치는 유기발광 표시장치(201)이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제10 실시예에 따른 유기발광 표시장치(201)는 기판(210), 구동 회로부(230), 유기 발광 소자(310), 보호층(350), 윈도우(500) 및 광산란 필름(100)을 포함한다.
기판(210)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 군에서 선택된 절연성 재료로 만들어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 제10 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(210)이 스테인리스 강 등의 금속성 재료로 만들어질 수도 있다.
기판(210) 상에 버퍼층(220)이 배치된다. 버퍼층(220)은 다양한 무기막들 및 유기막들 중에서 선택된 하나 이상의 막을 포함할 수 있다. 버퍼층(220)은 생략될 수도 있다.
구동 회로부(230)는 버퍼층(220) 상에 배치된다. 구동 회로부(230)는 복수의 박막 트랜지스터들(10, 20)을 포함하며, 유기 발광 소자(310)를 구동한다. 즉, 유기 발광 소자(310)는 구동 회로부(230)로부터 전달받은 구동 신호에 따라 빛을 방출하여 화상을 표시한다.
도 11 및 12에, 하나의 화소에 두 개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10, 20)와 하나의 축전 소자(capacitor)(80)가 구비된 2Tr-1Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기발광 표시장치(201)가 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 제10 실시예가 이러한 구조로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 유기발광 표시장치(201)는 하나의 화소에 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 축전 소자를 포함할 수 있으며, 별도의 배선을 더 포함할 수 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기발광 표시장치(201)는 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
하나의 화소는 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 축전 소자(80), 및 유기 발광 소자(organic light emitting diode, OLED)(310)를 포함한다. 스위칭 박막 트랜지스터(10), 구동 박막 트랜지스터(20), 및 축전 소자(80)를 포함하는 구성을 구동 회로부(230)라 한다. 또한, 일 방향을 따라 연장되는 게이트 라인(251)과, 게이트 라인(251)과 절연 교차되는 데이터 라인(271) 및 공통 전원 라인(272)도 구동 회로부(230)에 배치된다. 하나의 화소는 게이트 라인(251), 데이터 라인(271) 및 공통 전원 라인(272)을 경계로 정의될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 화소정의막 또는 블랙 매트릭스에 의하여 화소가 정의될 수도 있다.
유기 발광 소자(310)는 제1 전극(311), 제1 전극(311) 상에 배치된 발광층(312), 및 발광층(312) 상에 배치된 제2 전극(313)을 포함한다. 발광층(312)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어진다. 제1 전극(311) 및 제2 전극(313)으로부터 각각 정공과 전자가 발광층(312) 내부로 주입되고, 이와 같이 주입된 정공과 전자가 결합되어 형성된 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
축전 소자(80)는 층간 절연막(260)을 사이에 두고 배치된 한 쌍의 축전판(258, 278)을 포함한다. 여기서, 층간 절연막(260)은 유전체가 된다. 축전 소자(80)에서 축전된 전하와 양 축전판(258, 278) 사이의 전압에 의해 축전용량이 결정된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 스위칭 반도체층(231), 스위칭 게이트 전극(252), 스위칭 소스 전극(273), 및 스위칭 드레인 전극(274)을 포함한다. 구동 박막 트랜지스터(20)는 구동 반도체층(232), 구동 게이트 전극(255), 구동 소스 전극(276), 및 구동 드레인 전극(277)을 포함한다. 반도체층(231, 232)과 게이트 전극(252, 255)은 게이트 절연막(240)에 의하여 절연된다.
스위칭 박막 트랜지스터(10)는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트 전극(252)은 게이트 라인(251)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(273)은 데이터 라인(271)에 연결된다. 스위칭 드레인 전극(274)은 스위칭 소스 전극(273)으로부터 이격 배치되며 어느 한 축전판(258)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(20)는 선택된 화소 내의 유기 발광 소자(310)의 발광층(312)을 발광시키기 위한 구동 전원을 화소 전극인 제1 전극(311)에 인가한다. 구동 게이트 전극(255)은 스위칭 드레인 전극(274)과 연결된 축전판(258)과 연결된다. 구동 소스 전극(276) 및 다른 한 축전판(278)은 각각 공통 전원 라인(272)과 연결된다. 구동 드레인 전극(277)은 평탄화막(265)에 구비된 컨택홀(contact hole)을 통해 유기 발광 소자(310)의 제1 전극(311)과 연결된다.
이와 같은 구조에 의하여, 스위칭 박막 트랜지스터(10)는 게이트 라인(251)에 인가되는 게이트 전압에 의해 작동되어 데이터 라인(271)에 인가되는 데이터 전압을 구동 박막 트랜지스터(20)로 전달하는 역할을 한다. 공통 전원 라인(272)으로부터 구동 박막 트랜지스터(20)에 인가되는 공통 전압과 스위칭 박막 트랜지스터(10)로부터 전달된 데이터 전압의 차에 해당하는 전압이 축전 소자(80)에 저장되고, 축전 소자(80)에 저장된 전압에 대응하는 전류가 구동 박막 트랜지스터(20)를 통해 유기 발광 소자(310)로 흘러 유기 발광 소자(310)가 발광한다.
본 발명의 제10 실시예에서, 제1 전극(311)은 반사막으로 형성되고, 제2 전극(313)은 반투과막으로 형성된다. 따라서, 발광층(312)에서 발생된 빛은 제2 전극(313)을 통과해 방출된다. 즉, 본 발명의 제10 실시예에 따른 유기발광 표시장치(201)는 전면 발광형(top emission type)의 구조를 갖는다.
제1 전극(311)과 발광층(312) 사이에 정공 주입층(hole injection layer; HIL) 및 정공 수송층(hole transporting layer; HTL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있으며, 발광층(312)과 제2 전극(313) 사이에 전자 수송층(electron transporting layer; ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 적어도 하나가 더 배치될 수 있다. 발광층(312), 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL)은 유기 물질로 만들어질 수 있기 때문에, 이들을 유기층이라고도 한다.
화소 정의막(290)은 개구부를 갖는다. 화소 정의막(290)의 개구부는 제1 전극(311)의 일부를 드러낸다. 화소 정의막(290)의 개구부에 제1 전극(311), 발광층(312), 및 제2 전극(313)이 차례로 적층된다. 여기서, 상기 제2 전극(313)은 발광층(312) 뿐만 아니라 화소 정의막(290) 위에도 형성된다. 한편, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층은 화소 정의막(290)과 제2 전극(313) 사이에도 배치될 수 있다. 유기 발광 소자(310)는 화소 정의막(290)의 개구부 내에 위치한 발광층(312)에서 빛을 발생시킨다. 이와 같이, 화소 정의막(290)은 발광 영역을 정의할 수도 있다.
제2 전극(313)상에 보호층(350)이 배치된다. 보호층(350)은 외부 환경으로부터 유기 발광 소자(310)를 보호한다. 보호층(350)은 캡핑층(capping layer)이라고도 한다. 또한, 보호층(350)상에 무기박막과 유기박막이 교대로 적층된 박막봉지층(미도시)이 배치될 수도 있다.
보호층(350)상에 윈도우(500)가 배치된다. 윈도우(500)는 기판(210)과 함께 유기 발광 소자(310)를 밀봉하는 역할을 한다. 윈도우는 기판(210)과 마찬가지로 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 군에서 선택된 절연성 재료로 만들어질 수 있다. 기판(210)에서부터 윈도우(500)까지를 표시패널 또는 유기 발광패널이라고도 한다. 또한, 도 12에서 윈도우(500)의 상부면이 유기 발광패널의 표시면이 된다.
윈도우(500)상에 광산란 필름(100)이 배치된다. 광산란 필름(100)으로 제1 내지 제8 실시예에 따른 광산란 필름(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108) 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 광산란 필름(100)은 유기발광 표시장치(201)의 측면 색재현 특성과 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제10 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 윈도우(500)상에 본 발명의 제9 실시예에 따른 편광 필름(109)이 배치될 수도 있다. 편광 필름(109)은 유기발광 표시장치(201)로 입사되는 외광의 반사를 방지할 수 있다. 또한, 편광 필름(109)이 광산란 필름(100)을 포함하기 때문에, 편광 필름(109)은 유기발광 표시장치(201)의 측면 색재현 특성과 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 13을 참조하여, 유기발광 표시장치(201)의 색변이 특성을 설명한다. 도 13은 유기발광 표시장치의 측면 시인성 개선 그래프이다.
유기 발광패널의 표시면에 본 발명의 제9 실시예에 따른 편광 필름(109)이 배치된 유기발광 표시장치(시험예 1; Ex.1)와 유기 발광패널의 표시면에 본 발명의 제9 실시예에 따른 편광 필름(109)이 배치되지 않은 유기발광 표시장치(비교예 1; Comp. 1)을 이용하여 색변이(du'v')를 시험하였다.
도 13에서 시야각은 유기발광 표시장치 표시면의 법선과 관찰자의 시선 사이의 각도로 정의된다. 따라서, 시야각 0˚는 관찰자가 유기발광 표시장치를 정면으로 바라보는 경우에 해당된다.
색변이(du'v')는 시야각에 따른 백색의 색좌표 값이 방송규격에서 요구하는 sRGB 색좌표 값으로부터 변이되는 정도로 표시된다.
도 13을 참조하면, 시야각이 증가될수록 색변이(du'v')가 대체로 증가된다. 그렇지만, 편광 필름(109)이 사용된 시험예 1(Ex.1)의 경우, 편광 필름(109)이 사용되지 않은 비교예 1(Comp.1)과 비교하여 색변이(du'v') 정도가 적음을 알 수 있다. 특히 시야각 40˚에서 비교예 1(Comp.1)과 비교하여 시험예 1(Ex.1)의 색변이(du'v')가 40% 정도 감소하였다.
이와 같이, 본 발명의 제9 실시예에 따른 편광 필름(109)이 사용되는 경우 유기발광 표시장치의 색변이가 감소되고, 그에 따라, 시야각에 따른 백색의 파장 변이 (White Angular Dependency; WAD)가 감소됨을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 제1 내지 제8 실시예에 따른 광산란 필름(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)을 포함하는 편광판은 유기발광 표시장치의 WAD를 감소시킬 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 제1 내지 제8 실시예에 따른 광산란 필름(101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108)은 유기발광 표시장치의 WAD를 감소시킬 수 있다.
이상, 도면 및 실시예를 중심으로 본 발명이 설명되었다. 상기 설명된 도면과 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예를 생각해 내는 것이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108: 광산란 필름
109: 편광 필름 111: 광투과성 기재
120: 홀 131: 오목부
310: 유기 발광 소자

Claims (20)

  1. 표시패널; 및
    상기 표시패널의 표시부에 배치된 광산란 필름;을 포함하며,
    상기 광산란 필름은 복수개의 홀(hole)을 갖는 광투과성 기재를 포함하며,
    상기 홀은 각각 100nm 내지 5㎛의 직경을 가지며,
    상기 홀은 각각 상기 광투과성 기재의 상면 및 하면을 관통하고,
    인접한 상기 홀 사이의 간격은 서로 다른 값들을 갖고,
    인접한 상기 홀 사이의 간격은 상기 홀의 평균 직경의 2 내지 5배인 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 홀은 1 x 107 내지 5 x 108개/cm2 배열 밀도를 갖는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 홀의 중심축은 상기 광투과성 기재의 법선을 기준으로 경사각을 갖는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 경사각은 20˚ 내지 40˚인 표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 홀은,
    상기 광투과성 기재의 법선을 기준으로 제1 경사각을 갖는 제1 경사홀; 및
    상기 광투과성 기재의 법선을 기준으로 제2 경사각을 갖는 제2 경사홀;로 이루어진 표시장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 경사홀과 상기 제2 경사홀은 서로 교차하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 홀은 상기 광투과성 기재의 두께 방향을 따라 곡선부를 갖는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광투과성 기재는 폴리이미드(PI)계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계 수지, 폴리에스테르(PE)계 수지, 폴리스트린(PS)계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트(PC)계 수지 및 시클로 올레핀계 폴리머(COP)로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 표시장치.
  9. 제1 면에 형성된 복수개의 제1 오목부를 갖는 광투과성 기재를 포함하며,
    상기 제1 오목부는 상기 광투과성 기재의 두께보다 작은 깊이를 가지며,
    상기 제1 오목부는 100nm 내지 5㎛의 직경을 갖고,
    상기 광투과성 기재는 제2면에 형성된 복수개의 제2 오목부를 가지며,
    상기 제2 오목부는 상기 제1 오목부에 대해 어긋나 있는 광산란 필름.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 오목부 사이의 간격은 상기 제1 오목부의 평균 직경의 2 내지 5배인 광산란 필름.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 오목부는 상기 광투과성 기재의 두께보다 작은 깊이를 가지며,
    상기 제2 오목부는 100nm 내지 5㎛의 직경을 갖는 광산란 필름.
  12. 편광판; 및
    상기 편광판상에 배치된 광산란 필름;을 포함하며,
    상기 편광판은 편광자 및 편광자상에 배치된 위상지연판을 포함하고,
    상기 광산란 필름은 복수개의 홀(hole)을 갖는 광투과성 기재를 포함하며,
    상기 홀은 각각 상기 광투과성 기재의 상면 및 하면을 관통하고,
    인접한 상기 홀 사이의 간격은 서로 다른 값들을 갖고,
    상기 홀은 각각 100nm 내지 5㎛의 직경을 갖고,
    상기 홀 사이의 간격은 상기 홀의 평균 직경의 2 내지 5배인 편광 필름.
  13. 제12항에 있어서, 상기 위상지연판은 λ/4 플레이트를 포함하는 편광 필름.
  14. 제13항에 있어서, 상기 위상지연판은 λ/2 플레이트를 더 포함하는 편광 필름.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서, 상기 복수개의 홀은 1 x 107 내지 5 x 108개/cm2 배열 밀도를 갖는 편광 필름.
  17. 제12항에 있어서, 상기 홀의 중심축은 상기 광투과성 기재의 법선을 기준으로 경사각을 갖는 편광 필름.
  18. 삭제
  19. 제1항에 있어서, 상기 표시패널은,
    기판;
    상기 기판상에 배치된 제1 전극;
    상기 제1 전극상에 배치된 발광층; 및
    상기 발광층상에 배치된 제2 전극;을 포함하는 표시장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 표시패널과 상기 광산란 필름 사이에 배치된 편광판을 더 포함하는 표시장치.
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